5.4 光合作用与能量转化课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦光合作用与能量转化，涵盖色素提取与分离实验、光合过程及影响因素等核心知识，通过实验操作导入，衔接叶绿体结构与光合历程，构建从实践到原理的学习支架。 其亮点是以探究实践为核心，结合科学思维（如异常现象分析）和生命观念（物质能量转化），通过“过程法”分析环境因素对光合物质含量的影响等实例，提升学生实验与推理能力，助力教师系统开展教学与知识梳理。

5.3光合作用与能量转化 第5单元 （1）提取原理：绿叶中的色素能够溶解在 中而不溶于水，可用 提取色素 （2）分离原理：各种色素在层析液中 不同，____________的随__________在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。 有机溶剂无水乙醇　 无水乙醇　 溶解度　 溶解度高　 层析液　 一、实验：绿叶中色素的提取与分离 实验：绿叶中色素的提取与分离 1.实验原理 （1）选材时应注意什么？ （2）“迅速”、“棉塞”的目的是什么？ （3）如何画滤液细线？为什么？ （4）为什么滤液细线不能没入层析液中？ （5）色素分离时，培养皿为什么加盖？ 3.实验几种试剂（物质）的作用： 二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇、层析液 一、实验：绿叶中色素的提取与分离 2.实验中应注意的问题: 一、捕获光能的色素 （1）提取绿叶的色素 称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。 叶片要新鲜，颜色要深绿，增加色素的量。 （二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。） 少许二氧化硅和碳酸钙 再放入10mL无水乙醇 迅速、充分的研磨 （乙醇容易挥发；使叶绿体完全破裂，提取更多色素；叶绿素化学性质不稳定。） 将研磨液迅速倒入垫有单层尼龙布的玻璃漏斗中进行过滤。 收集滤液,试管口加棉塞封口（防止乙醇挥发和色素氧化）。 2、制备滤纸条 铅笔线 画铅笔细线 3、画滤液细线 ★要求：细、直、浓 （防止色素带重叠而影响分离效果） 使扩散均匀，防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。 待干燥后再重复2—3次 （积累更多的色素，使分离后的色素带明显） 剪去两角： 层析液 培养皿 ★层析液不能没及滤液线， ③分离绿叶中的色素 烧杯装置需要用培养皿加盖，若是采用试管装置则需要用棉塞塞紧试管口，防止层析液中成分的挥发。 4、分离绿叶中的色素 原因：色素易溶解在层析液中，而不会在滤纸上扩散开来，导致色素带不清晰，影响实验效果。 实验流程 拓展：提取叶绿体中的色素，也可用下图所示的方法：即在圆心处滴加适量滤液，待干燥后再滴加适量层析液进行层析，结果会出现不同颜色的4个同心圆，则①～④依次对应哪种色素及颜色？ 胡萝卜素(橙黄色) 叶黄素(黄色) 叶绿素a(蓝绿色) 叶绿素b(黄绿色) 过程 注意事项 原因分析 提取色素 选新鲜绿色的叶片 研磨时加无水乙醇 加少量SiO2和CaCO3 迅速、充分研磨 盛放滤液的试管口加棉塞 分离色素 滤纸预先干燥处理 滤液细线要直、细、匀 滤液细线干燥后再画一两次 滤液细线不触及层析液 1．注意事项及原因分析 使滤液中色素含量高 溶解色素 研磨充分和保护色素 减少乙醇挥发，充分溶解色素 减少乙醇挥发和色素氧化 使层析液在滤纸上快速扩散 使分离出的色素带平整不重叠 使分离出的色素带清晰分明 防止色素直接溶解到层析液中 异常现象 原因分析 滤液颜色太浅 滤纸条色素带重叠 滤纸条上无色素带 2．绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析 ③未加二氧化硅，研磨不充分 ①使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少 ②一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇) ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏 ①滤液细线不直； ②滤液细线过粗 ①忘记画滤液细线 ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 正常绿色 叶色变黄 叶色变红 3．色素与叶片颜色 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色 4．影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而类胡萝卜素分子较为稳定，使叶子变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。 1.关于叶绿素提取的叙述，错误的是(　　) A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏 C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 C 　 [解析]　叶绿体中的四种色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素，它们都溶于无水乙醇，C错误；菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料，研磨时加入SiO2(石英砂)可使叶片研磨更充分，加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏，故A、B、D正确。 考向一　色素的提取与分离 2．(2019·陕西省白水中学高三)下图中①代表新鲜菠菜叶的光合色素纸层析结果，则下图②所示结果最有可能来自(　　) A．紫色洋葱鳞片叶　　　 B．生长的荔枝幼叶 C．新鲜的玫瑰花瓣 D．秋天的落叶 D 　 [解析]　图②所示结果对应的色素带为胡萝卜素、叶黄素，最可能来自秋天的落叶，紫色洋葱鳞片叶的色素在液泡内，是紫色，生长的荔枝幼叶含4条色素带，新鲜的玫瑰花瓣所含色素在液泡里，是红色，所以选D。 1．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱 由图可以看出： (1)叶绿体中的色素只吸收__________，而对红外光和紫外光等不吸收。 (2)叶绿素对________________的吸收量大，类胡萝卜素对__________的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 可见光　 红光和蓝紫光　 蓝紫光　 二 捕获光能的色素和叶绿体的结构 （3）光合色素的功能 光合色素功能： 吸收、传递、转化光能，其中只有少数特殊状态的叶绿素a能转化光能。 叶绿素a:C55H72O5N4Mg 叶绿素b:C55H70O6N4Mg 胡萝卜素：C40H56 叶黄素：C40H56O2 (1)结构 外表：①__________内部 ②基质：含有与__________有关的酶 ③________：由类囊体堆叠而成，分布有________和与光反应有关的酶 ↓决定 (2)功能：进行____________的主要场所。 3．叶绿体的结构与功能 双层膜　 暗反应　 基粒　 色素　 光合作用　 二 捕获光能的色素和叶绿体的结构 1、恩格尔曼实验的结论是什么？ 恩格尔曼实验结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的产所 1880年 德国 恩格尔曼 恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵。他发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中，如果临时装片暴露在光下，细菌分布在叶绿体所有受光的部位。 (必修1 P99改编)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择____________的玻璃、塑料薄膜，理由有什么？ 无色透明　 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光，为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能； 大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光。 1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖类。 19世纪末，科学界普遍认为在光合作用中，CO2分子中的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，甲醛分子缩合成糖。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 离体叶绿体 铁盐(或其他氧化剂) H2O 2H+ + O2 光照 希尔反应 水的光解 希尔的实验是否说明水的光解与糖类的合成不是同一个化学反应？ 能，因为悬浮液中没有CO2，糖类合成时需要CO2中的碳元素。 1937年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O,没有CO2),在光照下可以释放出氧气。像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。（P103） 离体叶绿体 铁盐(或其他氧化剂) H2O 2H+ + O2 光照 希尔反应 水的光解 希尔反应是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 不能，反应体系中可以还存在其他氧元素供体。 1941年，美国科学家鲁宾（S.Ruben)和卡门（M.Kamen)用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。他们用16O的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别变成H218O和C18O2。然后，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，第一组释放的氧气都是O2,第二组释放的都是18O2。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 CO2 H218O 光照射下的 小球藻悬液 C18O2 H2O 18O2 O2 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。（P103） 相互对照（对比实验），自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2是否为18O。 20世纪40年代，美国科学家卡尔文等用小球藻（一种单细胞的绿藻）做了这样的实验：用经过14C标记的14CO2 ，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向，最终证明了CO2是如何转化为有机物中的碳的。（教材P104） 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 14CO2 小球藻 有机物的14C 卡尔文循环：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 结论： 光合产物中有机物的碳来自CO2 1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 探索光合作用原理的部分实验 思考·讨论 2 探索光合作用原理的部分实验 19世纪末 科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，_____被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖 1928年 科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖 1937年希尔 在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有H2O，没有CO2)，在光照下可以释放出______ 1941年鲁宾、卡门 1954年阿尔农 在光照下，叶绿体可合成______，这一过程总是与_________相伴随 O2 氧气 水 ATP 水的光解 19世纪60年代，科学家总结出光合作用的反应式. 应该注意到光合作用反应式中所有的反应物和产物都含有氧，而上面反应式并没有指出释放的O2是来自CO2还是H2O。 28 三　光合作用的探究历程与光合作用的过程 二．光合作用的过程 1、光合作用的概念 绿色植物通过 ，利用可见光中的光能，把 转化成为储存能量的有机物（通常指糖类中葡萄糖）并且释放出 的过程。 叶绿体 二氧化碳和水 氧气 CO2+H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 2、光合作用的化学反应式 （CH2O）表示糖类 3、光合作用划分依据:反应过程是否需要光能 光反应： 有光才能反应 暗反应： 有光、无光都能反应 H2O 类囊体膜 酶 Pi ＋ADP ATP 1.光反应阶段 酶 光 色素 叶绿体内的类囊体薄膜上 水的光解： 2H2O O2 + 4H+ + 4e- 光能 ATP的合成： ADP＋Pi ＋能量（光能） ATP 酶 条件 ： 场所： 物质变化： 能量变化： 光能转变为贮存在ATP和NADPH中的化学能 H2O O2 H++2e- +NADP+→ NADPH NADPH的合成： H+ + NADP+ +2e-→ NADPH NADPH参与暗反应，同时储存能量供暗反应利用。 CO2 糖类 五碳化合物 C5 CO2的固定 三碳化合物 2C3 C3的还原 基质 多种酶 H2O 类囊体膜 酶 Pi ＋ADP ATP NADPH CO2 糖类 五碳化合物 C5 CO2的固定 三碳化合物 2C3 C3的还原 基质 多种酶 NADPH ATP 2. 暗反应阶段 CO2的固定： CO2＋C5 2C3 酶 C3的还原： ATP ADP+Pi （2）条件： （1）场所： （3）物质变化： （4）能量变化： 叶绿体的基质中 多种酶、 ATP和NADPH中的化学能转变为糖类等有机物中稳定的化学能。 2C3 +NADPH (CH2O)+C5 酶 糖类 NADPH 、ATP 、CO2 叶绿体中的色素 H2O ①水的光解 O2 NADPH ADP+Pi 酶② ATP co2 C5 光反应 2c3 ① 固 定 供氢 酶 酶 供能 ② 还 原 (CH2O) [糖类] 多种酶 参加催化 暗反应 能量转化: 光能 ATP和NADPH的化学能 糖类等有机物中稳定的化学能 元素转移 O元素: H2＊O ＊O2 C元素: ＊C O2 ＊C3 ＊CH2O 光合作用的过程 光能 光合作用过程图解 教材隐性知识：②源于必修1 P103“相关信息”：水分解为氧和H＋的同时，被叶绿体夺去两个电子。电子经传递，可用于NADP＋与H＋结合形成NADPH。NADPH的作用是什么？ 提示：可作为暗反应的还原剂；储备部分能量供暗反应利用。 ③源于必修1 P104“相关信息”：C3是指三碳化合物——__________ _____，C5是指五碳化合物——核酮糖－1,5－二磷酸(RuBP)。 3－磷酸甘 油酸 二.光合作用的过程 光反应 暗反应 场所 条件 发生的 反应 能量变化 实质 联系 光反应和暗反应的比较 类囊体的薄膜上 叶绿体基质中 需要光、色素、酶、水 NADPH、ATP、CO2、多种酶 水光解： ATP生成： CO2固定： CO2+C5→2C3 C3还原: 光能→ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能→有机物稳定化学能 1.光反应为暗反应提供NADPH和ATP；暗反应为光反应补充ADP、Pi和NADP+ 2.没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成 2H2O--→4H++O2+4e- 光 ATP ADP+Pi 2C3 (CH2O)+C5 酶、NADPH ADP+Pi+能量 ATP 酶 将光能转化为化学能，并释放氧气 同化CO2，合成有机物 NADPH的合成： H+ + NADP+ +2e-→ NADPH 光能→ATP和NADPH的化学能→(CH2O）等有机物中稳定的化学能 光合作用的实质 ⒈物质上： ⒉能量上： 无机物（CO2 、H2O）→有机物（CH2O） 代谢类型: 光能 叶绿体 6CO2+12H2O 3.总反应式： C6H12O6+6O2+6H2O O2来源于反应的H2O 合成代谢（光能自养型） CO2+H2O （CH2O）+O2 光能 叶绿体 (1)光照强度：强——弱；CO2供应不变 光反应减弱 ATP NADPH 暗反应 C3 C5 (CH2O) C3还原减弱 CO2固定暂时不变 C5消耗暂不变，合成减少 C3消耗减少，合成暂时不变 环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 “过程法”分析各物质变化：从来源与去路入手 NADPH (2)光照强度不变；CO2供应减少 暗反应 ATP NADPH C3 C5 (CH2O) C3还原暂不变 CO2固定减弱 C5消耗减少，合成暂不变 C3合成减少，消耗暂不变 环境改变时光合作用各物质含量的变化分析 1.“过程法”分析各物质变化 C3的还原随后减弱 光反应暂不变 NADPH 1、正常生长的绿藻，照光培养一段时间后，用黑布迅速将培养瓶罩上，此后绿藻细胞的叶绿体内不可能发生的现象是 （ ） A．O2的产生停止 B．CO2的固定加快 C．ATP/ADP比值下降 D．NADPH/NADP＋比值下降 B 2、离体的叶绿体在光照下进行稳定光合作用时，如果突然中断CO2气体的供应，短暂时间内叶绿体中C3化合物与C5化合物相对含量的变化是（ ） A.C3化合物增多、C5化合物减少 B.C3化合物增多、C5化合物增多 C.C3化合物减少、C5化合物增多 D.C3化合物减少、C5化合物减少 C 7．在适宜反应条件下，用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。下列是光源与瞬间发生变化的物质，组合正确的是(　　) A．红光，ATP下降　　　　 B．红光，未被还原的C3上升 C．绿光，NADPH下降 D．绿光，C5上升 C 　 [解析]　叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光等可见光，吸收的绿光很少。将白光改为光照强度相同的红光，光反应增强，叶绿体内产生的ATP和NADPH增多，C3的还原增加，导致未被还原的C3减少，A、B项错误；将白光改为光照强度相同的绿光，光反应减弱，叶绿体内产生的ATP和NADPH减少，C3的还原量降低，导致C5减少，C项正确、D项错误。 (2019·湖北省孝感市八校高三期末)用一定浓度的NaHSO3溶液喷洒到小麦的叶片上，短期内检测到叶绿体中C3的含量下降， C5的含量上升。 NaHSO3溶液的作用可能是(　　) A．促进叶绿体中CO2的固定 B．抑制叶绿体中C3的还原 C．促进叶绿体中ATP的合成 D．抑制叶绿体中有机物的输出 C 　 三　环境变化对物质含量变比的影响 [解析]　若NaHSO3溶液促进叶绿体中CO2的固定，则CO2被C5固定形成的C3增加，消耗的C5增加，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，A项错误；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中C3的还原，则C3被还原生成的C5减少，消耗的C3减少，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量减少，C3的含量增加，B项错误；若NaHSO3溶液促进叶绿体中ATP的合成，则被还原的C3增加，生成的C5增加，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将增加，C3的含量将减少，C项正确；若NaHSO3溶液抑制叶绿体中有机物的输出，意味着暗反应中C3的还原过程变慢，生成的C5减少，而CO2被C5固定形成的C3的过程不变，故C5的含量将减少，C3的含量将增加，D项错误。 1．影响光合作用的因素 (1)光合作用强度： ①含义：植物在______________通过光合作用制造糖类的数量。 ②指标：一定时间内原料消耗的数量或者____________的数量 (2)影响光合作用的环境因素有___________、水分、光照的______________及光的成分、________的高低等。 单位时间内　 产物生成　 CO2浓度　 长短与强弱　 温度　 四　环境因素对光合作用的影响及应用 ① O2的产生量 ② CO2的固定量 ③有机物的合成（产生）量 如何测定实际光合速率？ 观测指标： AB段： 。 右图表示光照强度与光合速率的关系 A：光照强度为零，只进行_________，释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。 细胞呼吸 （1）光照强度 四　环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用，CO2释放量逐渐减少 随光照强度增强，光合作用强度增强，但仍比呼吸作用强度弱 B：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，光合速率 呼吸速率，为光补偿点，光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长； 右图表示光照强度与光合速率的关系 等于 （1）光照强度 四　环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 BC段： 。 光合速率继续随光照强度的增强而增强，而且光合速率大于呼吸速率 右图表示光照强度与光合速率的关系 最大 （1）光照强度 四　环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 C：是光合作用达到 值时所需要的最小光照强度，即光饱和点。 CD段： 。 光合速率达到饱和，不再随光照强度的增强而增加 应用：间作套种农作物的种类搭配，林带树种的配置，可合理利用光能；适当提高光照强度可增加大棚作物产量。 C.应用 ➊温室生产中，适当增强光照强度，以提高光合速率，使作物增产； ➋阴生植物的光补偿点和光饱和点都较低，农业生产上一般间作，如玉米--大豆、板栗--茶、桃树--甘蓝； （温室大棚一般选无色透明塑料薄膜，阴雨天需给温室补充光照） 原因是： （1）两种植物的根系深浅搭配，合理的利用了不同层次土壤内水分和养分； （2）两种植物高矮结合，充分利用了不同层次的阳光。 A B 光照强度 0 吸收 CO2 阳生植物 阴生植物 C 释放 CO2 净光合速率 真正光合速率 呼吸速率 真正光合速率=呼吸速率+净光合速率 CO2的固定量=容器测得CO2吸收量+呼吸作用CO2释放量 O2的产生量=容器测得O2释放量+呼吸作用O2消耗量 （1）光照强度 1.外部因素 呼吸速率： 实际光合速率 = 净光合速率 + 呼吸速率 将植物置于黑暗中，测定容器中CO2增加量，O2减少量 (或描述为：植物黑暗条件下CO2的释放量，O2的吸收量)或植物有机物减少（消耗）量。 净光合速率： 将植物置于光下，测定容器中CO2减少量，O2增加量(或描述为：光下植物对CO2的吸收量，O2的释放量)或有机物增加（积累）量。 绿色组织在有光条件下光合与呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 实际光合速率 将植物置于光下，O2产生(生成)量，CO2固定速率（叶绿体吸收CO2量），有机物产生(制造、生成)量。 51 光合作用效率与光照强度的关系 BC段（“午休现象”）：由于光照太强，植物过度失水，植物为了降低蒸腾作用，气孔关闭，CO2的供应减少，暗反应减弱，光合作用减弱。 　环境因素对光合作用的影响及应用 自然环境中一昼夜植物光合作用曲线图 1、开始光合作用的点： 2、光合作用和呼吸作用相等的点： 3、开始积累有机物的点： 4、有机物积累量最大的点： b c、g c g 温度最低，呼吸作用较弱 环境因素对光合作用的影响及应用 （2）二氧化碳 图2中的A′点表示进行光合作用所需CO2的最低浓度。 图1中A点表示光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点； 环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 图1和图2中的B和B′点都表示CO2饱和点。 原理：CO2影响暗反应阶段，影响C3的合成。 在一定的浓度范围内,光合作用速率随CO2的浓度增大而加快，超过一定浓度光合作用速率趋于稳定。 ②应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风（合理密植)”，增施农家肥等增大CO2浓度，提高光能利用率。 （2）二氧化碳 1.外部因素 例：较高CO2浓度有利于水稻幼苗度过干旱时期，分析原因： 。 较高CO2浓度使气孔开度下降，减少水分的散失 过度密植会造成植株间通风不畅，没有足够的二氧化碳进行光合作用，并且过度密植会造成植物间相互遮挡,减少下部光照,影响光合作用进行。 （3）温度（影响酶活性） ②应用：冬天，温室栽培可适当提高温度，夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证植物有机物的积累。（即增加昼夜温差） ①曲线分析：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率，一般植物在10℃～35℃下正常进行光合作用。 环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 在一定浓度范围内，增大必需矿质元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物因渗透失水而萎蔫。 ②应用：根据作物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可提高农作物产量。 （4）必需矿质元素供应 环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 ①影响：水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 （5）水分 环境因素对光合作用的影响及应用 1.外部因素 ②应用：根据作物的需水规律合理灌溉。 例：干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是 。 叶片气孔开放程度降低，CO2的吸收量减少 四　环境因素对光合作用的影响及应用 2.内部因素 a．植物自身的遗传特性(如植物品种不同)以阴生植物、阳生植物为例，如图所示。 应用： 光补偿点： 饱和点： A'<A B'<B 间作套种 A点之后，随叶龄增大，色素、酶含量减少，酶活性减弱，光合速率减慢。 b．植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶。 2.内部因素 OA段，随叶龄增大，色素含量增大，酶的含量和活性增大，光合速率加快。 应用：适时摘除老叶 五　光合作用的相关实验 1．实验原理 (1)在光照下，绿色植物通过____________产生O2。 (2)台灯距烧杯的距离不同，则照射到不同烧杯叶圆片上的____________也不同。 (3)光照强度不同，则光反应产生______的速率不同，叶片上浮的时间也不同。 一.探究光照强弱对光合作用强度的影响 光合作用　 光照强度　 O2　 实验试剂及作用 ①NaHCO3： 提供CO2，缓冲CO2含量稳定。 2．实验步骤及主要操作 （1）制备小圆形叶片 将绿色菠菜叶片用直径为1 cm的打孔器打出小圆形叶片30片（避开叶的主脉） 2．实验步骤及主要操作 （1）制备小圆形叶片 （2）排出细胞间隙中的气体 将小圆形叶片和适量清水置于注射器中，排出注射器内残留的空气，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞抽出小圆形叶片内的气体，重复几次，使叶片沉入大水底。 2．实验步骤及主要操作 （1）制备小圆形叶片 （2）排出细胞间隙中的气体 将小圆形叶片各10片，分别放入暗处盛有20mL富含CO2的清水（或NaHCO3溶液 ）的3个已编号的小烧杯中。这时的叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。 （3）分装小圆形叶片 同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。 把3个烧杯分别放在距离台灯位置10 cm、20 cm、30 cm(对应编号为1、2、3)的三个位置上，打开台灯 2．实验步骤及主要操作 （1）制备小圆形叶片 （2）排出细胞间隙中的气体 （3）分装小圆形叶片 （4）控制自变量(光照强度) （5）观察并记录 例：取生长旺盛的绿叶，利用打孔器打出一批直径为1cm的叶圆片，将叶圆片细胞间隙中的气体排出后，平均分装到盛有等量的不同浓度NaHCO3溶液的培养皿底部，置于光温恒定且适宜的条件下，如图甲。测得各组培养皿中叶圆片上浮至液面所用的时间如图乙。下列分析不正确的是(　　) C．c～d段随着NaHCO3溶液浓度的增加，单个叶圆片有机物的积累速率逐渐减小 D．a～d段如果增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上浮至液面所用的时间 A．a～b段随着NaHCO3溶液浓度的增加，类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大 B．c～d段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减弱 D [解析]　a～b段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的时间不断缩短，说明氧气生成速率不断提高，因此类囊体薄膜上水的分解速率逐渐增大，A正确；c～d段随着NaHCO3溶液浓度的增加，叶圆片上浮至液面所用的时间不断延长，说明氧气生成速率在降低，即光合速率减弱，因此叶绿体基质中C3的生成速率逐渐减弱，单个叶圆片有机物的积累速率也在逐渐减小，B、C正确；题中装置置于光温恒定且适宜的条件下，如果增加光照强度或温度，都会使光合速率降低，导致叶圆片上浮至液面的时间延长，D错误。 (1)实验设计 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)： 1．种子萌发时细胞呼吸类型的实验探究 (2)实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 (1)实验装置(如图) 2．种子萌发时呼吸速率的测定 组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的体积即表示呼吸速率。 (2)指标及原理 细胞呼吸速率常用单位时间内CO2的释放量或O2的吸收量来表示。 ①指标： ②原理： 2．种子萌发时呼吸速率的测定 ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。 (3)物理误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 1.测定装置： 二．液滴移动法测定光合速率 五　光合作用的相关实验 a．装置烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。 （1）测定呼吸速率 b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。 d．红色液滴向左移动(单位时间内左移距离代表呼吸速率)。 c．置于适宜温度环境中。 1.测定装置： 二．液滴移动法测定光合速率 五　光合作用的相关实验 c．红色液滴向右移动(单位时间内右移距离代表净光合速率)。 （2）测定净光合速率： a．装置烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。 b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。 三．黑白瓶法测定藻类植物的光合速率 五　光合作用的相关实验 3.在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量＝总光合作用量。 1.“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。总光合作用量(强度)＝净光合作用量(强度)＋有氧呼吸量(强度)。 2.有初始值的情况下，黑瓶中O2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量，白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量，二者之和为总光合作用量。 四．半叶法测定高等植物的光合速率 五　光合作用的相关实验 本方法又叫半叶称重法，即检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量，常用于大田农作物的光合速率测定。在测定时，叶片一半遮光，一半曝光，分别测定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的真正光合速率、呼吸速率和净光合速率。 1.细胞呼吸与光合作用过程图解 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 生理 过程 场所 2.生理过程及场所 光合作用中产生的NADPH是还原型辅酶Ⅱ，而细胞呼吸中产生的NADH是还原型辅酶I。 光反应 暗反应 有氧呼吸 第一阶段 有氧呼吸第二阶段 有氧呼吸第三阶段 叶绿体类囊体薄膜 叶绿体基质 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 2．光合作用和有氧呼吸的区别 考点六　光合作用与细胞呼吸的关系 来源 去路 NADPH 光合作用 NADH 有氧呼吸 ATP 光合作用 有氧呼吸 3.光合作用与有氧呼吸过程中NADPH、NADH和ATP的来源与去路 光反应中水的光解 作为还原剂用于暗反应阶段中C3的还原 第一、第二阶段产生 用于第三阶段还原O2产生H2O，同时释放出大量的能量 光反应阶段合成ATP，所需能量来自色素吸收的太阳能 可用于暗反应阶段C3的还原，以稳定的化学能的形式储存于有机物中 第一、二、三阶段均能产生，第三阶段产生的能量最多。能量来自有机物的氧化分解 作为能量“通货”，用于各项生命活动 (1)细胞呼吸对应点(A点)的移动：细胞呼吸增强，A点________，细胞呼吸减弱，A点________。 (2)补偿点(B点)的移动 ①细胞呼吸速率增加，其他条件不变时，CO2(或光)补偿点应右移，反之左移。 ②细胞呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，CO2(或光)补偿点应________，反之________。 下移　 上移　 右移　 左移　 3．光合作用与细胞呼吸曲线中的“关键点”移动 (3)饱和点(C点)和D点的移动：相关条件的改变(如增大光照强度或增大CO2浓度)使光合速率增大时，C点右移，D点上移的同时右移；反之，移动方向相反。 拓展：在下面的四幅图中依次标出坐标曲线中的A点，AB段(不包括A、B两点)，B点和B点之后的O2和CO2的转移方向。 (2019·天津和平一模)下图所示为甘蔗叶肉细胞内的系列反应过程，下列有关说法正确的是(　　) A．过程①产生NADPH，过程②消耗NADPH，过程③既产生也消耗NADPH B．过程②只发生在叶绿体基质中，过程③只发生在线粒体基质中 C．过程①消耗CO2、释放O2，过程③消耗O2、释放CO2 D．若叶肉细胞内过程②的速率大于过程③的速率，则甘蔗的干重必然增加 A 　 考向一　光合作用与细胞呼吸过程 七 密闭环境中植物生长引起的CO2或O2含量的变化 1．自然光照下，密闭环境中一昼夜植物生长引起的CO2和O2含量的变化 (3)图2中若N点低于虚线，则该植物一昼夜 ，其原因是： (1)光合速率等于呼吸速率的点： A、C (2)图1中若N点低于虚线，则该植物一昼夜表现为 ，其原因是： N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物生长。 生长 不能生长 N点低于M点，说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少，即总光合量小于总呼吸量，植物不能生长。 七 密闭环境中植物生长引起的CO2或O2含量的变化 2．恒定光照下，密闭环境中植物生长引起的CO2含量的变化 生长发育状况相同的甲乙两种植物，分别放在两个完全相同的密闭无色玻璃罩内，在相同且适宜的条件下培养一段时间，测量培养过程中玻璃罩内CO2浓度的变化如下图所示。 (3)若将甲、乙两种植物放在同一密闭玻璃罩内，一段时间后，植物 的生长最先受到严重影响，因为 。 (1)开始时，密器内CO2浓度逐渐降低，表明光合速率大于呼吸速率。后来，容器内CO2浓度不再降低，维持稳定，表明光合速率与呼吸速率相等。 (2)t1之前，甲植物吸收CO2的能力大于乙植物，t1之后，乙植物吸收CO2的能力大于甲植物。 甲植物的CO2补偿点比乙植物高，光合作用最先受到CO2浓度限制。 甲 类型 代谢特征 举例 自养生物 异养生物 自己能够制作有机物来维持自身的生命活动 绿色植物、蓝藻 硝化细菌 只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动 人、动物、真菌以及大多数细菌 化能合成作用 某些细菌利用环境中某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。如硝化细菌、硫细菌、铁细菌 化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 硝化细菌 2HNO2+O2 2HNO3+能量 硝化细菌 6CO2+6H2O 2C6H12O6+ 6O2 能量 化能自养生物 所需的能量来源不同（光能、化学能） 【例】如图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下, pH=b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化。若该酶促反应过程中改 变某一初始条件,以下改变正确的是(　　) A.pH=a时,e点下移,d点左移 B.pH=c时,e点为0 C.温度降低时,e点不移,d点右移 D.H2O2量增加时,e点不移,d点左移 C 光能　 绿色植物　 (2019年·宿州质检)下图是绿色植物叶肉细胞内部分生命活动示意图，其中①～⑤表示生理过程，A～D表示物质。下列分析错误的是(　　) A．在生物膜上发生的生理过程有③和④ B．①②⑤过程均发生在细胞质基质中 C．A和B分别表示丙酮酸和NADPH D．有氧呼吸包括图中的①②③过程 B 　 [解析]　由图可知，①、②、③依次为有氧呼吸的第一、二、三阶段，④为光反应，⑤为暗反应。A为丙酮酸，B为NADPH，C为ADP和Pi，D为ATP和NADPH；在生物膜上发生的生理过程有有氧呼吸的第三阶段③和光反应④；有氧呼吸的第一阶段①在细胞质基质中完成，有氧呼吸的第二阶段②在线粒体基质中完成，暗反应阶段⑤在叶绿体基质中完成。 (2019·北京昌平区月考)如图是叶肉细胞在不同光照强度下叶绿体与线粒体的代谢简图，相关叙述错误的是(　　) A．细胞①处于黑暗环境中，该细胞单位时间释放的CO2量即为呼吸速率 B．细胞②没有与外界发生O2和CO2的交换，可断定此时光合速率等于呼吸速率 C．细胞③处在较强光照条件下，细胞光合作用所利用的CO2量为N1与N2的和 D．分析细胞④可得出，此时的光照强度较弱且N2小于m2 D 　 考向二　以叶绿体、线粒体为载体分析光合作用与呼吸作用的关系 [解析]　结合图示可知，细胞①中仅线粒体中有气体的消耗和生成，故应处在黑暗环境中，此时细胞单位时间内释放的CO2量可表示呼吸速率；细胞②没有与外界进行气体交换，此时光合速率与呼吸速率相等；细胞③需要从外界环境吸收CO2，并向细胞外释放O2，此时细胞所处环境的光照强度大于光补偿点，细胞所利用的CO2包括呼吸作用产生的N2和从环境中吸收的N1；细胞④中，线粒体利用的O2除来自叶绿体外，还要从细胞外吸收，说明此时细胞的呼吸作用强度大于光合作用强度，细胞进行有氧呼吸和光合作用的过程中，O2的净消耗量(吸收量)m2与CO2的净生成量N1相等。 (2019·哈尔滨三中高三一模)如图为水稻叶肉细胞内部分生理过程示意图，其中①～⑤表示过程，Ⅰ～Ⅵ表示物质。请据图回答相关问题： (1)图中Ⅲ与______(填序号)表示的物质相同，图中Ⅰ与Ⅳ表示的物质__________(填“相同”或“不相同”)。 (2)图中消耗ADP的场所有_________________________________________；若该水稻植株长期处于黑暗状态，则图中①→②→①的循环________(填“能”或“不能”)进行，原因是______________________________________________。 Ⅵ　 不相同　 叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体 　 不能　 没有光反应提供的ATP和NADPH，暗反应不能进行　 (2019·哈尔滨三中高三一模)如图为水稻叶肉细胞内部分生理过程示意图，其中①～⑤表示过程，Ⅰ～Ⅵ表示物质。请据图回答相关问题： (3)为探究黄光培养条件下水稻幼苗的叶绿素含量是否发生改变，假设你是实验小组成员，请写出实验思路。 分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上叶绿素a叶绿素b色素带的宽窄(或颜色的深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变。 [解析]　据图分析，图中①表示二氧化碳的固定，②表示三碳化合物的还原，③表示有氧呼吸第一阶段，④表示有氧呼吸第三阶段，⑤表示有氧呼吸第二阶段；Ⅰ表示NADPH，Ⅱ表示氧气，Ⅲ表示二氧化碳，Ⅳ表示NADH，Ⅴ表示氧气，Ⅵ表示二氧化碳。(1)根据以上分析可知，图中Ⅲ和Ⅵ都表示二氧化碳；Ⅰ表示NADPH，Ⅳ表示NADH。 (2)图中光反应、有氧呼吸的三个阶段都可以产生ATP，因此消耗ADP产生ATP的场所有叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质、线粒体；若该水稻植株长期处于黑暗状态，由于没有光反应提供的ATP和NADPH，暗反应不能进行，所以图中①→②→①的循环(暗反应)不能进行。(3)根据题意分析可知，实验的自变量是光照的种类，因变量是叶绿素的含量，则实验思路为分别取白光(或自然光)和黄光条件下培养的试管苗叶片，提取其中的色素并分离，通过比较滤纸条上叶绿素a、叶绿素b色素带的宽窄(或颜色的深浅)来判断叶绿素含量是否发生改变。 已知某植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃，如图表示30 ℃时光合作用与光照强度的关系。若温度降到25 ℃(原光照强度和CO2浓度不变)，理论上图中相应点a、b、d的移动方向分别是(　　) A．下移、右移、上移　　　 B．下移、左移、下移 C．上移、左移、上移 D．上移、右移、上移 C 　 考向三　补偿点、饱和点的移动问题 [解析]　图中a、b、d三点分别表示细胞呼吸强度、光补偿点和光饱和点。由题干“光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25 ℃和30 ℃”可知，当温度从30 ℃下降到25 ℃时，细胞呼吸强度降低，a点上移；光合作用强度增强，所以光饱和点(d点)时吸收的CO2增多，d点上移。b点表示光合作用强度＝细胞呼吸强度，在25 ℃时细胞呼吸强度降低，光合作用强度增强，在除光照强度外其他条件不变的情况下，要使其仍然与细胞呼吸强度相等，需降低光照强度以使光合作用强度与细胞呼吸强度相等，即b点左移。 3.下图是在电子显微镜下观察到的高等植物叶绿体结构模式图，下列有关叙述错误的是(　　) A．①和②均为选择透过性膜 B．③上分布有与光反应有关的色素和酶，这些色素对绿光吸收最少 C．③上所含色素均含Mg2＋，故缺Mg2＋时这些色素都无法合成 D．在③上形成的产物NADPH和ATP进入④中为暗反应提供物质和能量 C 　 考向二　一、捕获光能的色素和结构 [解析]　叶绿素分子中含Mg2＋，胡萝卜素、叶黄素中不含Mg2＋。 (1)用坐标图绘出高温处理条件下净光合速率的变化曲线。(2)气孔导度表示气孔的张开程度。气孔导度增大有利于气体交换， ，进而促进光合作用。(3) RuBP羧化酶是光合作用CO2转化成C3的关键酶，该转化过程发生的场所是 。根据表中数据推测，高温处理完，温度条件改为25℃后，净光合速率仍有所下降的原因是 。 (4)实验结果表明，短时期的 条件处理对净光合作用的抑制是可逆的，及时进行 处理可以减弱该种胁迫影响。 2022广州一模19.干旱、高温引起植物光合作用的改变是植物遭受逆境损伤的主要生理指标。研究人员利用甘蓝型快生油菜研究干旱和高温对油菜叶片光合作用的影响。分别对油菜进行干旱（保持6天不浇水，6天后土壤相对含水量降至15%左右时进行恢复浇水）和高温（处理7天，每天40℃、16h光照，35℃、8h黑暗；7天后，温度条件改为25℃）胁迫处理，测定油菜的净光合速率、气孔导度和RuBP羧化酶活性的变化情况，部分数据见下表。回答下列问题。 处理 指标 时间 初始 第2天 第4天 第6天 第7天 胁迫处理完后第3天 干旱 净光合速率 15.3 12.1 4.8 1.3 3.8 干旱 气孔导度 0.13 0.12 0.05 0.01 0.05 干旱 RuBP羧化酶活性 1.41 1.21 1.50 1.48 - 高温 净光合速率 169 14.1 11.8 7.1 3.9 0.4 高温 气孔导度 0.11 0.18 0.27 0.17 0.10 0.04 高温 RuBP羧化酶活性 0.62 1.19 0.52 0.23 使CO2的吸收量有所增加，促进CO2的固定 叶绿体基质 相关酶或蛋白质的活性不能恢复，且新产生的酶的量少 高温时相关酶的活性下降，移入25℃后， 干旱 适当浇水 2022深圳一模17.(11分） 某科研小组以某种多年生牧草为实验材料，模拟盐胁迫条件下，研究外源褪黑素对牧草幼苗生长的影响，结果如下表。请分析并回答下列问题： （1)气孔是植物与外界进行气体交换的主要通道，气孔导度反应气孔开放的程度。牧草幼苗叶片吸收的CO2在 （具体场所）被固定形成C3,C3的还原需要光反应提供 。 （2)实验中丁组的处理为 。 （3)在50μmol/L褪黑素处理下，净光合速率显著升高，据表分析其原因是 。 （4)此外，某同学推测，150mmol/L氯化钠胁迫还可降低幼苗叶片叶绿素含量，施加50μmol/L外源褪黑素可以显著缓解这种影响，请选择题干中的材料进行实验验证该同学的推测是否正确，要求写出简单的实验思路 。 叶绿体基质 NADPH和ATP 150mmol/L氯化钠+50umol/L褪黑素 50umol/L褪黑素处理，气孔导度显著增加，增加了CO2的吸收，光合作用增强 分别取甲处理组、乙处理组、丁处理组幼苗等量叶片，用无水乙醇取并用层析法分离，观察并比较三组叶绿素色素带的宽度（合理答案酌情给分） 2022深圳二模17. 很多作物气孔的开闭会体现一些特征：①在炎热夏天中午，大多数作物的气孔会出现闭合现象；②很多作物的气孔保持昼开夜闭的节律；③有些作物在特定环境中，气孔会出现以数分钟或数十分钟为周期的节律开合现象，被称为“气孔振荡”。请根据材料分析回答下列问题： （1）炎热夏天的中午，光合作用的 过程受影响，导致光合作用强度下降，这时可以采取 的措施缓解。 （2）气孔昼开夜闭的节律与胞间CO2浓度有关（从气孔进入到叶肉细胞之间的CO2浓度），推测胞间CO2浓度_______（填“升高”或“降低”）是白天气孔打开的原因，阐述导致特征②出现的生理原因有 。 （3）研究发现，气孔振荡周期中的闭合与炎热夏天中午气孔闭合机理一致，推测气孔振荡是植物在_______________环境中经过长期进化而产生的适应性机制，其具体的意义是： 。 “闭”能降低蒸腾作用，提高作物抗旱性；“开”能保证 CO2的供应，维持较强的光合作用 暗反应（二氧化碳固定、卡尔文循环） （适时）灌溉（遮阴、降温处理） 降低 白天光合作用大于呼吸作用，胞间 CO2浓度降低，气孔打开；夜晚只进行呼吸作用胞间 CO2浓度升高，气孔关闭 干旱（缺水） A 　 [解析]　类胡萝卜素不吸收红光，A错误；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B正确；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示，C正确；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放氧气，D正确。 5．(2017·全国卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　) A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示 D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的 (2020·山西太原高三模拟)如图表示光合作用过程，a、b、c 表示物质，甲、乙表示场所，下列有关分析错误的是(　 　) A．物质 b 可能是 ADP 和 Pi B．物质 c 直接被还原生成(CH2O)和C5 C．甲中色素不溶于水，易溶于有机溶剂 D．乙中生理过程在有光、无光条件下都可进行 B 　 考向二　光合作用的过程 [解析]　根据图示可看出，甲是叶绿体的类囊体薄膜，其上可发生光合作用的光反应，乙为叶绿体基质，是暗反应的场所，物质b可能是暗反应为光反应提供的ADP和Pi，A项正确；物质c为CO2，不可以直接被还原生成(CH2O)和C5，B项错误；类囊体薄膜上的色素不溶于水，能溶于有机溶剂，C项正确；乙中进行暗反应不需要光，所以在有光、无光条件下都可进行，D正确。 (2019•山东省济南市高三期末)如果某绿色高等植物光合作用的有机产物为葡萄糖，则光合作用的总反应式如下所示。下列相关叙述正确的是(　　) 6CO2＋12H2O――→C6H12O6＋6H2O＋6O2 A．该反应式也适用于具有藻蓝素和叶绿素等光合色素的蓝藻 B．追踪反应式中CO2的氧原子的转移情况时，该氧原子能转化成O2 C．该反应式中，CO2消耗的场所与H2O消耗的位置不同 D．当植物体有机物积累量为零时，叶肉细胞的呼吸速率等于光合速率 C 　 [解析]　蓝藻是原核生物，细胞中没有叶绿体，其光合作用发生在细胞质中，A错误；光合作用过程中，二氧化碳中的氧原子转移到了葡萄糖和水中，B错误；二氧化碳的消耗发生在叶绿体基质中，水的消耗发生在类囊体薄膜上，C正确；当植物体有机物积累量为零时，植株的呼吸作用速率等于光合作用速率，而叶肉细胞的呼吸速率小于光合速率，D错误。 光能 叶绿体 (2019•临沂一模)下图表示绿色植物光合作用的部分过程，图中a～c表示相关物质。有关分析错误的是(　　) A．图中a为氧气，可部分释放到空气中 B．图中b为NADPH，外界CO2浓度升高时，b的含量暂时升高 C．该过程消耗的NADP＋和c来自叶绿体基质 D．该过程将光能转化为化学能储存在b和ATP中 B 　 [解析]　水光解的产物是氧气和H＋，若光合作用强度大于细胞呼吸强度，氧气会部分释放到空气中；图中b是在NADP＋、H＋和电子参与下形成的NADPH，当外界CO2浓度升高时，暗反应中生成的三碳化合物增多，则消耗的NADPH增多，导致NADPH的含量暂时降低；叶绿体基质中，暗反应消耗NADPH、ATP产生NADP＋、ADP和Pi；光合作用光反应过程中，将光能转化成化学能储存在ATP和NADPH中。 A．当光照强度为1 klx时，植物甲开始进行光合作用 B．当光照强度为3 klx时，植物乙的总光合速率是0 mg/(100 cm2叶·h) C．若在c点时突然停止CO2供应，短时间内植物甲的叶绿体中C3的含量会增加 D．d点时限制植物乙光合速率增大的主要环境因素是CO2的浓度 D 　 在CO2浓度为0.03%和适宜的恒定温度条件下，测定植物甲和植物乙在不同光照条件下的光合速率，结果如图。下列有关分析正确的是(　　) [解析]　光照强度为1 klx时，植物甲的光合作用强度等于呼吸作用强度，A错误；当光照强度为3 klx时，植物乙的总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝0＋20＝20 mg/(100 cm2叶·h)，B错误；c点的限制因素主要是CO2浓度，因此突然停止CO2供应，CO2固定受阻，短时间内导致C3的含量减少，C错误；d点时植物乙达到光饱和点，此时光照强度不再是限制因素，而题中又提出“适宜的恒定温度条件”，因此限制植物乙光合速率增大的主要因素是CO2的浓度，D正确。 植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。下列叙述错误的是(　　) D 　 考向一　单因素对光合作用的影响分析 A．植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能 B．叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高 C．叶温为25 ℃时，植物甲的光合作用与细胞呼吸强度的差值不同于植物乙的 D．叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合作用与细胞呼吸强度的差值均为0 [解析]　植物光合作用所需要的能量都来自太阳能，A项正确；分析曲线可知，叶温在36～50 ℃时，植物甲的净光合速率比植物乙的高，B项正确；光合作用与细胞呼吸强度的差值即净光合速率，叶温为25 ℃时，植物甲的净光合速率小于植物乙的，C项正确；叶温为35 ℃时，甲、乙两种植物的光合作用与细胞呼吸强度的差值相等，均大于0，D项错误。 用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源，HO＋CO2→植物→18O2，H2O＋C18O2→植物→O2，得出光合作用释放的氧全部来自___ 巧学妙记：光合作用的过程“一、二、三、四” 光合作用 有氧呼吸 物质变化 无机物eq \o(――→,\s\up15(合成))有机物 有机物eq \o(――→,\s\up15(分解))无机物 能量变化 光能―→稳定的化学能(储能) 稳定的化学能―→ATP中活跃的化学能、热能(放能) 实质 合成有机物，储存能量 分解有机物、释放能量，供细胞利用 场所 叶绿体 活细胞(主要在线粒体) 条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 2．光合作用与化能合成作用的比较 光合作用 化能合成作用 本质 都能将CO2和H2O等无机物合成为有机物 能量 ________ 氧化无机物放出的能量 代表生物 ____________ 硝化细菌等微生物 $